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Projekt
Grenzflächenstabilisierte Skyrmionen in Oxidstrukturen für die Skyrmionik
Antragsteller
Professor Dr. Stefan Blügel
Fachliche Zuordnung
Theoretische Physik der kondensierten Materie
Förderung
Förderung seit 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403503315
Chirale Magnete sind eine aufregende Klasse von topologischer Materie, die lokalisierte und topologisch geschützte wirbelartige magnetische Texturen beherbergen können, die Skyrmionen genannt werden und die derzeit als Einheit für die Informationsspeicherung und -verarbeitung intensiv untersucht werden. Das Hauptaugenmerk der wissenschaftlichen Community lag und liegt bisher auf metallischen Volumen- , Film- und Dünnfilmsystemen. In diesem Antrag konzentrieren wir uns auf die Oxidation und die Oxide an Grenzflächen mit Metallen und auf rein oxidische Grenzflächen für Skyrmionen. Oxid-Grenzflächen bieten eine neue Perspektive aufgrund ihrer Reaktion auf elektrische Felder, niedrige ohmsche Verluste und magnetische Dämpfung, Dickenabhängigkeit, Vielfalt der Grenzflächensymmetrie, Abstimmbarkeit durch Oxidation und die voraussichtliche anisotrope Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung, die die Perspektive der Koexistenz von Skyrmionen und Antiskyrmionen eröffnet und einen natürlichen Weg für Skyrmionen in Antiferro- und frustrierten nicht-koplanaren Magneten eröffnet. Unter Verwendung eines dreigleisigen skalenübergreifenden Ansatzes, bei dem Dichtefunktionalberechnungen mit einem verallgemeinerten Spin-Gittermodell kombiniert werden, das die Heisenberg- und die Dzyaloshinskii-Moriya-Wechselwirkung sowie die magnetische Anisotropie und die dipolare Wechselwirkung mit Mikromagnetismus enthält, erforschen wir Materialkombinationen für Grenzflächen, die große Potenziale für die Aufnahme von Skyrmionen bieten, untersuchen ihr Phasendiagramm, ihre Stabilität und Dynamik, ihre Größe als Funktion externer magnetischer und elektrischer Felder und der Temperatur. Wir untersuchen optimale Parameter für die Manipulation der Skyrmiongröße für memristive Zwecke.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Mitverantwortlich(e)
Professorin Dr. Marjana Lezaic
